[发明专利]一种适用于热压罐成型工艺的复材箱体制造方法

说明书

本发明提供称适一种用于热压罐成型工艺的复材箱体制造方法，可以实现复材箱体成型用阴模工装以及复材箱体的制造，并能够解决传统依靠阴模成型制造的复材箱体铺叠效率低、产品不易脱模等问题，通过工艺过程的特殊设计实现复材箱体的快速铺叠及脱模过程。

技术领域

本发明涉及复合材料制造技术领域，尤其涉及一种适用于热压罐成型工艺的复材箱体制造方法。

背景技术

采用热压罐成型的复材箱体由于受到均匀的温度场和压力场作用，相对于其他成型工艺而言，产品的孔隙率比较低的同时纤维分布也更加均匀，产品质量稳定性也相对较高。针对内表面质量要求较高的复材箱体，采用阳模工装辅以手工铺叠，虽然受阻于成型工装及成型工艺的限制，很难实现批产化制造,但基本上不存在脱模难等问题。然而，对于外表面质量要求较高的复材箱体而言，则必须采用阴模工装加以制造，考虑到Invar和复合材料材质工装等成本高等问题的存在，以及复合材料与成型工装之间热膨胀系数的不一致，一定会导致复材箱体固化后由于膨胀变形的原因难于脱模等问题的出现。传统上常采用组合式工装完成复材箱体的制造过程，不仅存在大量的成型前工装组合以及成型后工装拆卸工作，而且该类工装的制造成本及制造周期无法满足复材箱体的制造。而实现对外表面质量要求较高的复材箱体产品的制造过程，箱体成型工装的制造、箱体制造以及箱体的脱模技术是有待于解决的几项关键技术瓶颈。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种称适用于热压罐成型工艺的复材箱体制造方法，可以实现复材箱体成型用阴模工装以及复材箱体的制造，并能够解决传统依靠阴模成型制造的复材箱体铺叠效率低、产品不易脱模等问题，通过工艺过程的特殊设计实现复材箱体的快速铺叠及脱模过程。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种适用于热压罐成型工艺的复材箱体制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)成型工装制造过程

将拉延钢板在金属阳模上通过压延工艺大致拉伸出复材箱体成型工装的大致轮廓，再通过校型模将成型工装R区的变形校正以匹配于零件外型面，对于相对于大致轮廓底部带有特定结构的位置，则采用底部相应位置焊接金属块或二次冲压的模式加以制造；

(2)坯料的快速铺叠过程

依据箱体成型工装贴模面型面，按照一定的缩比尺寸制造热隔膜成型阳模工装，通过仿真与工艺摸索优化每一层坯料的形状及尺寸，让坯料的有效搭接，在首层预浸料表面铺敷一层可剥布或四氟布至贴模面一侧，逐层或几层一起经温度和负压的作用下向阳模弯曲，完成坯料的快速铺叠过程；

(3)复材箱体的制造过程

将热隔膜成型后的复材箱体坯料连同可剥布或四氟布一起由热隔膜成型工装转移至复材箱体成型工装上，利用聚四氟乙烯板将局部没有贴覆成型工装的坯料压实以完全贴覆工装型面，将4mm厚的聚四氯乙烯板、或者表面贴覆单面带胶脱模布或涂抹脱模剂的不锈钢板置于成型工装翻边上，完成翻边强化后将工装连同坯料整体封装固化；

(4)复材箱体的快速脱模过程

移除成型工装翻边上的聚四氟乙烯板、或者表面贴覆单面带胶脱模布或涂抹脱模剂的不锈钢板，调整好施加力的大小、角度及位置等参数，逐步缓慢地将复材箱体顶出，完成脱模过程。

优选地，所述的成型工装，其翻边区域宽度不小于40mm，并且在翻边区域的中心轮廓线上按每隔50mm钻一定口径的孔，用于脱模过程中施加力的位置及角度选择。

优选地，所述的缩比尺寸，其大小为：(零件厚度/预浸料单层压厚)×预浸料单层压厚×110％，其中(零件厚度/预浸料单层压厚)取整数值加1，而零件坯料的厚度偏差按10％计。

优选地，所述的热隔膜成型阳模工装，其型面上均布起到通过真空吸附固定坯料位置的作用的贯穿气孔，避免坯料在热隔膜成型过程中发生滑移。